2020年高中化学新教材同步必修第二册 研究与实践 测定雨水的pH

研究与实践测定雨水的pH研究目的酸雨对环境危害巨大，人们已经采取多种措施来防治酸雨。通过以下活动了解测定雨水pH的方法，认识酸雨的危害，激发保护环境的紧迫感。材料阅读材料一酸雨的概念酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水，其酸度可能高出正常雨水100倍以上。常温下二氧化硫溶于水生成亚硫酸，其酸性强于碳酸。材料二酸雨的形成酸雨形成是一种复杂的大气化学和物理现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。造成酸雨的罪魁祸首是由于化石燃料燃烧所产生的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、工业加工和矿石冶炼过程产生的二氧化硫转化而成的。其形成的化学反应可以随雨雪的形成或降落而发生，也可以在空气中发生反应被降水吸收形成酸雨，可以是当地排放的，也可以是从远处迁移来的。煤和石油燃烧以及金属冶炼等释放到大气中的SO2通过气相或液相反应生成硫酸。高温燃烧生成一氧化氮(NO)，排入大气后大部分转化为二氧化氮(NO2)，遇水生成硝酸和亚硝酸。概括起来，酸雨的形成必须具备以下几个条件：可产生污染源；有利的气候条件，使其发生反应和变化；大气中的碱性物质浓度较低，对酸性降水的缓冲能力很弱；容易受到酸雨影响或损害的接受体。材料三酸雨的危害进害有：(1)酸雨可导致土壤酸化。(2)酸雨能诱发植物病虫害，使农作物大幅度减产。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。(3)酸雨能使非金属建筑材料(混凝土、砂浆和灰砂砖)表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致强度降低，从而损坏建筑物。实验器材pH试纸，标准比色卡，pH计，收集的雨水，自来水，烧杯，玻璃棒实验步骤(1)分别收集甲、乙两地刚下雨和下雨快结束时的雨水备用(2)用pH试纸粗略测定雨水的pH用玻璃棒蘸取收集的雨水并涂在pH试纸上，观察试纸颜色的变化，并与标准比色卡对比，记录数据。(3)精确测定收集的雨水放置过程中pH的变化将收集的雨水倒入烧杯，把pH计的电极端浸入烧杯内，读取pH计所显示的示数，用水清洗玻璃电极，重复3次，求其平均值。雨样刚开始下雨时雨样的pH雨快结束时雨样的pH时间/小时02460246测试点甲5.224.914.734.725.365.084.924.90测试点乙4.814.624.534.525.064.874.644.62结论与讨论(1)通过上述数据判断此次降雨甲、乙两地是否为酸雨，哪个地区酸雨更严重。(2)分析放置过程中雨水pH变化的原因。(3)分析开始下雨，和雨快结束时pH不同的原因。答案(1)均为酸雨，乙更严重。因为两地pH均小于5.6，乙地pH更小。(2)酸雨的酸性随放置时间的增长而增强。(SO2＋H2O=H2SO3,2H2SO3＋O2=2H2SO4)(3)雨快结束时收集的雨水pH略大于刚开始下雨时收集的雨水pH。因为刚开始下雨时会溶解较多也相应较大。理解应用1.如图为某城市某日空气质量报告内容。(1)该日空气首要污染物是什么？对人体健康是否有影响？(2)该日空气质量属于哪个等级？(3)该市的污染物NO2、CO主要来源于哪里？主要的危害有哪些？(4)该市SO2的指数很小，他们是如何减少燃煤中SO2的排放的？答案(1)PM10；PM10会影响人体健康。(2)该日空气质量指数为79，空气质量等级属于良。(3)机动车尾气中含有NO2、CO；NO2、CO直接影响人体健康，会引起光化学烟雾、酸雨等。(4)向燃煤中加入石灰石或生石灰。解析(1)首要污染物是指污染最重的污染物，根据空气质量报告，PM10数值最大，所以该日空气首要污染物是PM10；PM10指的是环境空气中尘埃在10微米以下的颗粒物，PM10会影响人体健康。(2)该日空气质量指数为79，空气质量等级属于良。(3)机动车尾气中含有NO2、CO；NO2、CO直接影响人体健康，会引起光化学烟雾、酸雨等。(4)向燃煤中加入石灰石或生石灰可以有效控制SO2的排放。2.某地区经常有酸雨降落，为粗略测定空气中SO2的含量，某学习小组设计了如图所示的实验装置进行实验。资料①室温下，碘的溶解度为0.029g。②我国空气质量标准中SO2浓度限值(mg·m－3)如表。一级标准二级标准三级标准≤0.15≤0.50≤0.70③SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI。实验步骤①检查装置气密性。②向C装置中加入1.0mL溶质质量分数为1.27×10－6g·mL－1的碘水(ρ≈1.0g·mL－1)，滴入2～3滴淀粉溶液。③打开弹簧夹________(填“a”或“b”)，关闭另一个弹簧夹，抽拉注射器吸取500mL空气，再开、闭相应弹簧夹，缓缓推气体进入C装置，重复上述操作多次。当C中溶液颜色________时，停止推动注射器的活塞。④实验数据处理。(1)完善步骤③的内容。(2)如何检查装置气密性？(3)实验时，C装置中原有蒸馏水对实验有无影响？(4)实验中哪些因素会使测定结果偏低？(5)可以采用什么试剂代替C装置中碘的淀粉溶液？(6)该小组在同一地点进行了3次实验，推动活塞次数记录如表(每次抽气为500mL)。进行3次实验的目的是什么？实验序号123推动次数192021答案(1)b由蓝色变成无色(2)关闭弹簧夹b，打开弹簧夹a，将注射器活塞从右向左推，如果A中得到水的体积等于注射器活塞推动的体积，说明装置的气密性良好。(3)无影响。(4)推动注射器活塞速率太快、抽取空气时，未抽满500mL(答案合理即可)。(5)酸性KMnO4溶液、溴水